天津工业大学毕盛技术报告.doc

第一届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车邀请赛 技 术 报 告 学 校： 天津工业大学 队伍名称： 毕盛队 参赛队员： 王朝盛 吴立江 贺 丹 带队教师： 熊 慧 目 录 第一章 引言 1 1.1智能车制作过程概况 1 1.2报告内容安排说明 1 第二章 智能车的具体设计和实现 2 2.1智能车的硬件设计 2 2.1.1主要器件 2 2.1.2智能车的主要参数 3 2.1.3电源方案 3 2.1.4电池电压检测模块 4 2.1.5 LCD模块 5 2.1.6路径检测 5 2.1.7后轮电机驱动模块 6 2.1.8车速检测模块 7 2.1.9辅助模块 8 2.2系统软件设计与实现 9 2.2.1系统框图 9 2.2.2 开发工具 9 2.2.3 路径有哪些信誉好的足球投注网站算法 9 2.2.4驱动电机的PID控制算法 11 第三章 总结 12 参考文献 13 附录 14 第一章 引 言 1.1智能车制作过程概况 智能车的制作过程主要包括：车模的拼装，各功能模块的制作和调试以及整车的调试运行。 车模的拼装是一个最基础的工作，必须按照拼装说明书正确安装，各组件要安装到位，不能松动，舵机螺杆的长度一定要合适，以免舵机有机械误差，导致转向不准确。 智能车的功能模块主要有：freescale的16位单片机MC9S12DG128控制核心模块，路面黑线检测模块，后轮电机的驱动模块，方向控制模块，速度检测模块，电池电量检测模块以及调试辅助模块。这些模块是根据大赛要求和功能需要进行制作的。制作过程主要包括查阅资料、方案选择和论证，电路的制作和调试。 有了上述模块，智能车的硬件制作基本完成，在此基础上给MC9S12DG128下载程序后小车就能跑动了。但要使其成为智能车还需要做大量的工作。在整车调试过程中会发现很多问题，这就需要分析解决，主要是通过对控制策略的完善，程序参数的调整，硬件电路的改动等等。 1.2报告内容安排说明 本文主要阐述智能车各功能模块的硬件电路组成和工作原理以及系统软件设计。 下面先介绍所使用的主要器件，再按各个模块逐一的详尽的说明，最后分析系统软件，包括路径有哪些信誉好的足球投注网站，控制方案等。 第二章 智能车的具体设计和实现 2.1智能车的硬件设计 2.1.1主要器件 控制模块 目标板：HCS12最小系统 微控制器：MC9S12DG128B(Freescale) 路径检测模块： 红外传感器：红外发射管、红外接收管 后轮驱动和速度检测模块： 直流电机：RS-380 编码器：光电开关和码盘 直流电机驱动器：MC33886 前轮转向模块 舵机：HS-925(SANWA) 尺寸：39.4*37.8*27.8 重量：56g 工作速度: 0.11sec/60(4.8V) 0.08sec/60(6.0V) 堵转力矩: 6.1kg.cm(4.8V) 7.7kg.cm(6.0V) 工作角度：45度/400us 电源模块 电池：7.2V镍镉电池 2000mAh 稳压芯片：LM2576(5V)、LM317(6V) 图2.1系统模块图 2.1.2智能车的主要参数 长： 34.6 cm 宽： 24.5 cm 高： 7.0 cm 重： 1.2 kg 检测频率：3 ms 检测精度：4 mm 电容总容量：≤1000μf 2.1.3电源方案 通过分析，在小车的整个系统中需要使用三种电压，即MCU及传感器所需的5V工作电压，舵机所需的6V工作电压以及后轮直流电机驱动模块的电压。我们使用开关电源LM2576来提供5V电压，由于LM2576的工作原理是通过斩波和电感续流来提供5V电压的，所以内部消耗的功率很低，从而提高了电池的利用效率。舵机的6V工作电压是通过可调式稳压器LM317提供的。后轮直流电机的驱动模块的电压有电池直接提供。 整个系统的电压分配情况如下图所示： 图2.3电源分配图 2.1.4电池电压检测模块 这个模块是为了完善智能车的功能而设计的，也是人性化的体现。此模块能够正确测量当前电池电压，并通过液晶屏显示，在欠电压的情况下会自动报警。由于在电动机起动时会产生电压浮动和电磁干扰，这就会影响AD对电池电压采集的精确度，因此，我们利用光耦（TLP521-2）与电压跟随器组成光电耦合电路传输信号，消除电动机起动时所造成的干扰，提高电池电压检测的正确性。原理如图2.4所示： 图2.4 光电耦合电路 2.1.5 LCD模块 车上的这个模块主要是为了方便调试。在LCD上显示的是智能车的几个主要参数，可以通过按键直接调节。 2.5 液晶显示块的电路连接图 2.1.6路径检测 图2.6 路面黑线检测模块原理图 探测路面黑线的基本原